Siliconas
Termoplàsticos > ► Silicona
Silicona
Las siliconas son materiales de naturaleza polimérica, formados por una cadena alternada de átomos de silicio y de oxígeno, que constituyen buenos elastómeros porque la cadena principal es muy flexible. La biocompatibilidad de la silicona está formulada por completo con la FDA Biocompatibility Guidelines (food and drug administration). Su fabricación está basada en vulcanización por adición de radicales (HTV) y gracias a su estructura química se logran resultado s técnicos y estéticos especiales difíciles de obtener con los productos tradicionales. Gracias a su estructura química se logran resultado s técnicos y estéticos especiales difíciles de obtener con los productos tradicionales, y puede ser esterilizada por óxido de etileno, radiación y repetidos procesos de autoclave. Los principales tipos de silicona son:
- Polidimetilsiloxanos: usados principalmente para compuestos líquidos, de recubrimiento y de calafateado, se terminan con grupos hidroxi y son vulcanizados con siliconas o agentes de curado polifuncionales de bajo peso molecular que reaccionan con el polímero con grupos terminales a temperatura ambiente.
- Polimetilvinilsiloxanos: representan el tipo más común de siliconas. Contienen sobre un 0,2% de peso molecular de grupos vinilo y constituyen la base de la mayoría de compuestos de caucho para extrusión y moldeo. Se vulcanizan mediante calor con peróxidos orgánicos. Los productos resultantes tienen muy baja deformación permanente. Los polimetilvinilsiloxanos de baja viscosidad con grupos vinilo son usados como curado adicional para cauchos líquidos.
- Polimetilfenilvinilsiloxanos: Componentes de compuestos para productos usados a bajas temperaturas (por debajo de -90ºC); los polímeros con gran contenido de grupos fenilo se usan para vulcanizados resistentes a las radiaciones. Igualmente, se usan para compuestos de productos resistentes a disolventes y combustibles para cohetes. También se emplean para la preparación de compuestos adhesivos y la producción de aislantes eléctricos autoadhesivos.
Los diferentes tipos de reacción de vulcanización de los cauchos de silicona están clasificados principalmente desde el punto de vista técnico acorde a la temperatura a la que se llevan a cabo: alta temperatura o temperatura ambiente.
- El mecanismo de vulcanización a alta temperatura (HTV: high temperature vulcanization) es en principio por adición radicalaria, basado en la formación de radicales libres a través de la descomposición de peróxidos orgánicos.
- La vulcanización a temperatura ambiente (RTV: room temperature vulcanization) se basa en la hidrólisis del entrecruzamiento de los componentes y posterior condensación con grupos terminales hidroxi del polímero siloxano.
La silicona líquida inyectada está basada en vulcanización por adición de radicales (HTV): Para el procesado del caucho de silicona se emplean varias fuentes de radicales libres para su vulcanización. El tipo y la cantidad de peróxido orgánico dependen de la composición del compuesto. La alta temperatura de vulcanización afecta a la tecnología de vulcanización y la construcción del equipo de curado. La vulcanización debe llevarse a cabo en una cámara a presión sin aire para evitar que la presencia de oxígeno del aire pare el proceso de curado. Debido a su carácter universal, el peróxido de bis 2,4-diclorobenzoilo (DCBP) es el agente vulcanizante más empleado. Disponible para moldeo por compresión y para vulcanización por proyección de aire caliente continúo. Posteriormente, se completa la vulcanización a una temperatura próxima a los 60ºC, produciendo una estructura más regular de la red de caucho. Con ello se mejora la resistencia a la tracción, alargamiento a rotura y elasticidad. La familia de las siliconas consta de tres formas, como se muestra en:
Fluidos
Los fluidos son cadenas lineales de dimetil siloxano cuyos pesos moleculares determinan su viscosidad. Se suministran como fluidos puros y como emulsiones de agua, y como fluidos reactivos y no reactivos. El moldeo por inyección de silicona líquida tiene varias ventajas en la fabricación de piezas de silicona, destacándose la velocidad y la excelente terminación de los productos, aunque destaca la gran dificultad en el diseño y mecanizado de los moldes. El moldeo por inyección de silicona líquida tiene varias ventajas en la fabricación de piezas de silicona, destacándose la velocidad y la ex celente terminación de los productos. El moldeo por inyección de caucho de silicona líquida (LSR) representa un proceso rentable para la producción de piezas de goma de alta calidad. Debido a las condiciones térmicas extremas en el molde y la muy baja viscosidad del material, es necesario un llenado subvolumétrico preciso de la cavidad, para evitar la formación de rebabas. El modelado de las propiedades de flujo, características de curado y el comportamiento pvT (presión -volumen -temperatura) crea las bases para una simulación unificada del proceso de moldeo por inyección. La aplicación de estos modelos en un software de simulación de procesos hace que sea posible calcular la fase de llenado considerando un llenado subvolumétrico y para simular el curso de la presión en la cavidad durante la fase de calentamiento.
Resinas
Las resinas son polímeros altamente ramificados que curan a sólidos. Se asemejan al vidrio pero son algo más suaves y generalmente solubles en solventes hasta que se curan. Su grado de dureza cuando se cura depende de la extensión de la reticulación. Las principales ventajas del moldeo por inyección de silicona son: • Limpieza. • Baja presión de inyección. • Rápidos ciclos de producción. • Proceso totalmente automático. Técnicamente, el moldeo por inyección de líquido (LIM: liquid injection molding) se utiliza para dar forma a la silicona líquida inyectada (LSR), una mezcla de dos componentes con vulcanizado en caliente. El uso de siliconas resulta interesante para aplicaciones que precisan un abanico de temperaturas amplio, una alta resistencia a la exposición, resistencia química o excelentes características fisiológicas. El moldeo por inyección de silicona líquida tiene varias ventajas en la fabricación de piezas de silicona, destacándose la velocidad y la ex celente terminación de los productos, aunque destaca la gran dificultad en el diseño y mecanizado de los moldes, pues presenta una serie de dificultades técnicas que impiden su transformación en procesos y equipos convencionales. Los elastómeros termoplásticos de nuevo desarrollo destacan entre las alternativas a las siliconas líquidas, pues con propiedades similares se pueden transformar mediante procesos sencillos y con equipos/máquinas convencionales.
Elastómeros
Los elastómeros se preparan a partir de aceites o gomas de silicona lineales y se refuerzan con un relleno y luego se vulcanizan (curan o reticulan). La resina base para los compuestos de moldeo de silicona es el resultado de la reacción del monómero de silicona con cloruro de metilo para producir metilclorosilano: Si RCl (catalizador/calor) → RSiCl. Las siliconas constituyen buenos elastómeros porque la cadena principal es muy flexible. Los enlaces entre un átomo de silicio y los dos átomos de oxígeno unidos son altamente flexibles y el ángulo formado por estos enlaces puede abrirse y cerrarse sin demasiados problemas. Ver más >>